초록 ▼

연구개발 결과

최종목표
소각로 배가스의 다이옥신 저감을 위한 급속냉각형 순환유동층 상용화 열회수장치 개발

- 급속냉각형 석회석 순환유동층 열회수장치 개발
- 활성탄 순환유동층 다이옥신 저감장치 개발
- 여러가지 소각물질(RDF 음식쓰레기 분말, 하수슬러지 등)의 소각로 배가스의 순환유동층에서의 파울링 저감기술 개발

개발내용 및 결과
1. 급속냉각형 석회석 순환유동층 순환유동층 열회수장치 개발
(소각 열회수장치에서의 다이옥신 재합성을 방지하기 위하여 가스냉각속도가 10,

연구개발 결과

최종목표
소각로 배가스의 다이옥신 저감을 위한 급속냉각형 순환유동층 상용화 열회수장치 개발

- 급속냉각형 석회석 순환유동층 열회수장치 개발
- 활성탄 순환유동층 다이옥신 저감장치 개발
- 여러가지 소각물질(RDF 음식쓰레기 분말, 하수슬러지 등)의 소각로 배가스의 순환유동층에서의 파울링 저감기술 개발

개발내용 및 결과
1. 급속냉각형 석회석 순환유동층 순환유동층 열회수장치 개발
(소각 열회수장치에서의 다이옥신 재합성을 방지하기 위하여 가스냉각속도가 10,000℃/sec 정도인 다관형 순환유동층 열회수장치 개발)

- 결과: 석회석 순환유동층 열교환기 실험장치에서 선정된 4가지 실험조건에서 가스냉각속도가 10,000℃/sec 이상 달성

2. 활성탄 순환유동층 다이옥신 저감장치 개발
(다이옥신 저가율이 약 70% 정도인 황성탄 순환유동층을 이용한 건식 반응탑을 개발하고 급속냉각식 석회석 순환유동층 열회수장치, 순환유동층 활성탄 반응탑과 백필터의 조합시스템의 다이옥신 저감율 99% 정도 달성)

- 결과: 석회석과 활성탄의 혼합입자를 유동화입자로 사용한 다관형 순환유동층 열교환기와 백필터의 조합시스템에서의 2차례의 다이옥신 저감성능실험에서의 다이옥신 저감율은 2회 모두 99.9% 이상임

3. 소각 배가스의 순환유동층 열회수장치에서의 파울링 저감기술 개발 (여러 가지 소각 배가스의 석회석 및 활성탄 순환유동층에서의 파울링 저감기술을 개발)

- 결과: 파이롯트 소각로의 순환유동층 열교환기에서 석회석과 활성탄의 파울링과 부식 저감성능 실험을 수행하였으며, 석회석과 활성탄의 혼합입자를 사용하는 경우, 파울링과 부식을 동시에 저감할 수 있었음

4. 순환유동층 다이옥신 저감시스템 상용화기술 개발
(-여러 가지 소각 물질의 소각 성능실험 수행
- 급속냉각형 석회석 순환유동층 열회수장치, 활성탄 반응탑과 백필터의 조합시스템의 최적화 및 상용화장치 설계)

- 결과: 다관형 순환유동층 열교환기를 사용한 유동층 소형 소각 시스템을 제작하여 전체 소각 시스템의 다이옥신 저감성능 및 열교환기 성능실험을 수행하였다. 이러한 소각로는 유동층 연소로, 공기냉각열교환기, 순환유동층 열교환기, 백필터, 유인송풍기와 연돌로 구성되었으며, 2가지 RPF에 대한 소각시스템 성능실험을 성공적으로 수행하였음

개발기술의 특징·장점
신제품(공정)개발 :
- 본 연구의 다이옥신 저감을 위한 급속냉각형 다관형 순환유동층 열회수장치는 세계 최초기술이며, 본 연구에서는 이러한 열회수장치를 적용한 소각시스템을 개발함
- 다이옥신과 HCL의 저감율은 99.9% 정도이다.
- 한구에너지기술연구원에서는 본 기술의 원천기술을 보유하고 있음.
- 전체 부품의 국산화 가능
- 본 과제의 특허명은 고체입자 저장탱크를 구비한 다관형 순환 유동층 열교환기의 자체청소방법 및 그 자체청소형 다관형 순환 유동층 열교환기 (출원인: 한국에너지기술연구원, 발명자:박상일 외)임

기대효과 (기술적 및 경제적 효과)
- 중소형 소각로 배가스의 다이옥신 및 HCL 저감성능 우수함
- 소각로의 순환유동층 열교환기의 부식 및 파울링 저감
- 여러 가지 RPF에 대한 소각성능 우수

적용분야
- 소각로 배가스 열회수
- 다이옥신 및 HCL 저감
- 소각로 열교환기 부식 및 파울링 저감

(출처 : 보고서 초록 4p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results of Project

In this study, the theoretical prediction model was developed to estimate the effects of various factors. Experimental conditions were selected and the gas cooling rates were calculated with the model. As a results of calculations, the gas cooling rates for several exper

Ⅳ. Results of Project

In this study, the theoretical prediction model was developed to estimate the effects of various factors. Experimental conditions were selected and the gas cooling rates were calculated with the model. As a results of calculations, the gas cooling rates for several experimental conditions were greater than 10,000℃/sec.
The dioxin and HCl concentrations were measured two times at the inlet and outlet of the circulating fluidized bed and bag filter when the mixture of limestone and activated carbon were used as bed material.
As a result of dioxin and HCl measurements, reduction rate of dioxin and HCl was about 99.9% and 99%, respectively. Thus, the dioxin reduction effect of the circulating fluidized bed heat exchanger in this study was satisfactory and it may be because the dioxin re-synthesis phenomena was prevented due to the very high gas cooling rate and dioxin adsorption with the fine limestone and activated carbon particle in the circulating fluidized bed with multiple risers and down-comers in this study.

(출처 : SUMMARY 11p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 4
• 요약문 ... 8
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 12
• 목차 ... 14
• 제1장 서론 ... 22
• 제1절 기술의 중요성 ... 22
• 제2절 소각로 다이옥신의 환경 규제 및 다이옥신 재합성 ... 23
• 제3절 순환유동층 급속냉각 기술 ... 24
• 제2장 소각로 배가스 열교환기의 특성 ... 27
• 제1절 최근 소각로의 설계 사양 ... 27
• 제2절 RDF 소각로 열교환기의 파울링 분석 ... 30
• 제3절 파이롯트 열교환기 파울링 실험 ... 34
• 제4절 RDF 소각 열교환기의 파울링실험 결과분석 ... 38
• 제3장 석회석 순환유동층 열교환기 성능실험 ... 43
• 제1절 석회석 순환유동층 상온유동실험 ... 43
• 제2절 상온유동 실험장치 및 방법 ... 43
• 제3절 다관형 순환유동층의 상온유동실험 ... 48
• 제4절 고온 유동 및 전열 성능실험 ... 67
• 제5절 고온유동 실험 방법 ... 68
• 제6절 고온성능실험 결과 ... 68
• 제4장 순환유동층 열교환기의 유동 및 전열해석 ... 79
• 제1절 수직관에서의 고체입자 유동 특성 ... 79
• 제2절 수직관에서의 고체입자의 속도 ... 80
• 제3절 수직관에서의 고체입자에 의한 압력손실 ... 81
• 제4절 순환유동층에서의 열전달계수 예측모델 ... 83
• 제5장 석회석 순환유동층 열교환기 성능실험결과 분석 ... 85
• 제1절 고온 유동성능실험 결과 분석 ... 85
• 제2절 고온 전열성능실험 결과 분석 ... 88
• 제3절 해석모델을 이용한 가스 냉각속도 계산 ... 90
• 제4절 석회석 순환유동층 열교환기 파울링실험 ... 94
• 제6장 활성탄 순환유동층 열교환기 성능 실험 ... 98
• 제1절 활성탄 상온 유동실험 ... 98
• 제2절 활성탄 고온유동성능실험 ... 99
• 제3절 활성탄 순환유동층 열교환기의 파울링 성능실험 ... 101
• 제7장 혼합입자 순환유동층 열교환기 성능실험 ... 106
• 제1절 고온 혼합입자 순환유동층 열교환기 유동실험 ... 106
• 제2절 혼합입자 순환유동층 열교환기 파울링 실험 ... 108
• 제3절 혼합입자 순환유동층 열교환기의 파울링 및 부식 ... 110
• 제8장 순환유동층 열교환기의 소형 소각로 성능실험 ... 115
• 제1절 순환유동층 열교환기의 소형 소각실험장치 ... 115
• 제2절 순환유동층 열교환기의 소형 소각시스템 기초성능실험 ... 118
• 제3절 다이옥신 1차 측정실험 ... 122
• 제4절 다이옥신 2차 측정실험 ... 129
• 제5절 열회수성능 및 다이옥신 측정결과 분석 ... 142
• 제9장 결론 ... 145
• 참고문헌 ... 147
• 부록 ... 148
• 부록 A. 다이옥신 2차 측정 보고서 ... 150
• 부록 B. 세계폐기물학회(ISWA 2011) 발표논문 ... 186
• 끝페이지 ... 197